砂光粉的综合利用

砂光粉的综合利用人造板生产厂为了使生产的人造板表面光洁，一般采用砂光机对人造板两表面进行砂光，砂光时产生的细小木质粉尘称为砂光粉。砂光粉的主要成分约是含碳45%〜47%、含氧44%〜46%、含氢6%〜7%、含氮2%〜3%砂光粉的粒径很小，一般为0.05mm至0.3mm，其自然堆积容重仅为150〜200kg/m3左右。一方面由于砂光粉的粒径小、比重轻，在空中飘浮时间长，极易造成大气粉尘污染；另一方面，砂光粉在燃烧时易产生爆燃甚至爆炸，我国在砂光粉作为废料利用过程中曾发生多起伤亡事故。因此，砂光粉尘的综合利用一直是困扰企业的一个难题，我国人造板企业普遍存在不同程度的砂光粉尘污染问题。笔者通过多年砂光粉尘治理的设计和运行调试实践，提出了安全、经济的砂光粉综合治理方案，供同行参考。1.砂光粉除尘：解决砂光粉尘的污染，首先要做好砂光粉除尘工作。一般砂光机生产厂均能提供砂光机吸尘风量和吸尘口风速等要求，通常要求砂光机吸尘口风速大于24m/s，按此要求，可解决砂光机冒尘问题，砂光粉除尘方案很多，应根据工艺设备及砂光粉利用等情况综合考虑，砂光粉通常采用袋式除尘器除尘。从砂光机至砂光粉处理点料仓之间的粉尘输送可采用一级输送或二级输送，一级输送是指将砂光粉从砂光机直接输送至砂光粉处理点，二级输送是指将砂光粉在砂光机附近除尘后再送至砂光粉处理点，一般一级输送采用低压、低浓度输送，二级输送采用中高压、高浓度输送。根据我国目前散状物料输送风机和袋式除尘器的情况，砂光粉输送距离不超过100米/时。虽然采用一级输送比较经济，但具体采用一级输送还是二级输送，应根据管道的走向、拟选用风机、除尘器的参数，通过计算确定。砂光粉的输送有正压输送和负压输送。正压输送指砂光粉输送风机设在除尘器前，负压输送指砂光粉输送风机设在除尘器后。负压输送的优点在于砂光粉基本不通过风机，可以延长风机的使用寿命，但要求系统有良好的密封性。由于目前我国生产的回转排料阀密封性能不十分理想，特别是运行一段时间后，“漏风”比较严重，影响了除尘效果和除尘器的排料。因此，砂光除尘输送系统目前大都采用正压输送。多数情况下，砂光粉经济可靠的除尘方式是：将砂光粉自砂光机各吸尘口吸出，汇入砂光粉吸尘总管后，接入物料输送风机进风口，由物料输送风机，将砂光粉尘经输送总管送至旋风袋式除尘器，砂光粉在除尘器内分离出来，经回转排料阀落入砂光粉料仓，除尘气体经滤袋后由除尘器排气口排入大气。砂光粉除尘系统设计时主要应注意以下几点：1.1砂光粉除尘管和输送管的流速宜为18〜22m/s左右，流速过低，砂光粉可能沉积堵塞风管，过高则耗电量增大，运行费过高。1.2砂光粉各吸尘管汇集三通的夹角应小于30度，一般以18度为宜。风管弯头弯曲半径宜大于3倍风管直径，管道内不得有毛刺和突出异物。以尽量减少风道阻力，并宜用调整管径的方法来平衡各支管的阻力，尽量不要采用调节阀。1.3砂光粉除尘应采用袋式除尘器除尘，我们一般采用回转反吹旋风袋式除尘器，该除尘器允许的入口粉尘浓度高，除尘效果好，设备费用低。1.4除尘器下料口的回转排料阀排料量应足够大，一般应大于额定排料量的三倍以上，以避免因下料不均匀而使排料不及时造成除尘器内粉尘搭桥。1.5砂光粉尘料仓应有料位计和防物料“搭桥”装置，并宜有当粉尘料仓满料时自动停止砂光除尘系统和砂光机运行的联锁装置和高低料位报警装置。1.6砂光粉料仓应有防爆装置，有条件时宜在砂光粉输送管设火花探测装置和灭火装置。砂光粉利用系统：砂光粉可用作生产蚊香的原料，但市场用量较少；也可作为活性碳的原料，但产品质量不佳，较少采用；两者均不能处理大量的砂光粉。一些中密度纤维板厂将砂光料回收至生产线重复利用，但砂光粉掺入生产原料中后，使施胶量增大，增加了生产成本，且掺入砂光粉后可能导致中纤板产品含砂量超标，而影响到中纤板的产品质量。目前砂光粉主要用作燃料，为锅炉、热媒炉或热风炉提供热热能。砂光粉的发热量约为16.8MJ/kg，是一种很好的燃料，但由于其易爆燃的特点，因此，应采取技术措施确保其燃烧的安全性。目前较为可靠的砂光粉燃烧方式有气化燃烧、燃烧机燃烧和喷燃等三类：2.1砂光粉气化燃烧：利用木粉气化炉将砂光粉转换为气体燃烧（木煤气），然后送入锅炉燃烧。木粉气化炉学名为循环流化床生物质（木粉）气化炉，它是由中科院广州能源研究所于1992年研制成功的，该装置利用了先进的快速流态化技术和生物质热解气化技术，可将细小的生物质废物如木粉、木屑，甘蔗渣等，经高温热化学反应转换为高品位的气体燃料（木煤气），该装置是一种高效的能量转换与节能装置，木煤气作为锅炉的补充燃料，燃烧稳定可靠，可增加锅炉燃镁的燃尽率，减少灰渣合碳量，提高锅炉热效率，并可避免因砂光粉中含有的胶和砂在燃烧时产生的胶油和硅胶附着在锅炉管壁上，影响锅炉的安全和经济运行。另外，木粉气化炉产生的木煤气，还可用于燃气机发电和供居民生活用煤气，达到了处理废物、保护环境、回收能源的目的。但采用木粉气化炉处理砂光粉，投资相对高，运行管理要求严格。2.2利用木粉燃烧机燃烧砂光粉：目前国内使用的木粉燃烧机有钜升木粉燃烧机和ZDM木粉燃烧机二种。2.2.1钜升木粉燃烧机是旋风炉的一种，属于高温、高压、涡流的粉体旋风燃烧方式，它是一项台湾的专利技术，钜升木粉燃烧机是通过风力输送，将可以控制的定量的木粉进入燃烧机内，经旋风作用，使木粉在燃烧室内作高速旋转运动，在运动的过程中完全燃烧后，将高质量稳定的火焰（或高温烟气）送入锅炉炉膛。2.2.2木粉燃烧机由烧嘴燃烧系统、燃烧室、自控系统组成，其原理是由燃油或燃气的燃烧机来进行点火，待炉内达到设定的温度后，送粉系统启动，木粉由喷嘴进入燃烧室燃烧，燃烧产生的辐射热气和火焰由燃烧口喷出，提供给各种热源设备。木粉燃烧稳定后可关闭点火燃烧机，若系统故障或中途送料中断时，送料机将自动关闭，再点火需重新启动点火燃烧机，并在炉内达到设定的温度后再次喷入木粉。木粉燃烧机燃烧效率很高，火焰温度高，烟气含尘量低，处理砂光粉效果极佳，但其设备价格贵，且其生产的高温烟气（火焰）与标准的锅炉或热油炉等配套不够协调，易烧坏锅炉炉墙。若能根据燃烧机喷出的火焰情况布置炉膛受热面将可取得更佳的效果。2.3用砂光粉喷燃技术：砂光粉喷燃技术有多种，较典型的有三种：2.3.1砂光粉直接喷燃技术。即砂光粉由砂光粉料仓出料螺旋机送出后，经回转排料阀进入砂光粉吸送管，然后由砂光粉输送风机叫砂光粉经防回火装置（止回阀）及砂光粉喷嘴喷入锅炉燃烧，此砂光粉喷嘴为直管，直接喷燃系统简单、造价低，但安全隐患较大，应特别注意操作运行管理。2.3.2燃油喷嘴技术。即将砂光粉喷嘴与燃油喷嘴结合布置在一起，其中部为燃油喷嘴，周边为砂光粉喷踊，燃油砂光粉喷嘴燃烧稳定可行调节方便，一般要求最低燃油量为总发热量的30%，其产品由芬兰等国生产，由于燃油运行费高，国内较少使用。2.3.3旋风冷却喷燃技术。旋风冷却喷燃与砂光粉直接喷燃相似，其区别在于砂光粉喷嘴不同，此喷嘴内层有旋转导料装置，喷嘴外部有冷却风夹套。砂光粉在喷嘴内放置喷入锅炉，喷嘴的外夹套中通入二次风，也放置喷入锅炉，二次风一方面作为砂光粉燃烧所需要的补充空气，另一方面作为喷嘴的冷却风，可延长喷嘴的使用寿命，实践证明其效果良好，运行稳定。采用砂光粉喷燃技术，应注意砂光粉喷嘴的布置，要使砂光粉喷入处的炉膛有足够大的燃烧空间，还要避免砂光粉直接喷燃在锅炉水冷壁上。喷入炉膛的砂光粉量要控制均匀，并应在炉膛温度达到600°C以上，且燃烧稳定时方可喷入砂光粉，此外，还应注意保证喷入砂光粉处有充足的空气供砂光粉燃烧，以保证砂光粉在炉膛内能及时、完全地燃烧。在炉膛温度较低时宜有报警功能，必要时应能联锁关闭砂光粉喷燃系统。节煤。1）以可燃性生产废料代替煤，废料包括树皮、旋切单板废料、锯屑和砂光粉等。以生产能力40000m3/a的胶合板生产企业计算，每年产生可燃性生产废料约11600t，可用作热能中心的燃料，代替约7200t标煤。2）对供热站锅炉进行科学管理与维护，采用分层燃烧装置，特别是在供、回水主干管道处加装旁通，调节锅炉的循环流量，从而提高炉子热效率，还可在热水锅炉上加装热管省煤器，可有效降低排烟温度，并提高锅炉进水温度，从而提高热效率。另外，定期清理锅炉的烟灰也是必须要做的。节热。供热站内热工设备（汽包、热交换器和热水箱等）与管道（蒸汽、热水管道）需要保温（含室外输送管道），一般敷设保温层后，可使散热损失减少90%。其目的是减少向周围空气中散热，达到节热作用。供热站热载体炉的炉体和热力管道、阀门、阀件等均应该用优质保温材料进行保温，使其表面温度<50C。厂区热力管道可采用架空桁架敷设，用超细玻璃棉保温。随着中国木材行业的迅猛发展，木材加工过程中不断地产生大量废材，包括树皮、板边、锯屑、碎片、心材、砂光粉等各种各样的废木料。为能使废料更有效的利用，近年来，我公司研制开发了《燃废木料有机热载体炉》系列产品。燃废木料有机热载体炉是以木材加工的废料为主要燃料（可混烧30%的II类烟煤）导热油为热载体，利用循环热油泵，强制液相循环，将热能输送给用热设备，换热后继而返回有机热载体炉重新加热的直流式特种锅炉，有机热载体炉具有：1、能在较低的运行压力下，获得较高的工作温度。2、具有较好的热稳定性和精确的温度调节。3、具有完备的经济运行调控装置和安全监测装置。4、闭路循环供热，热效率高。5、作为供热装置与蒸汽锅炉相比，节能效果显著。该产品的最大特点在于配置了适合燃入造板行业废木料的风冷往复炉排。在开发往复炉排过程中，我们吸取了当今世界最先进的往复炉排设计制造技术和国内制造往复炉排的经验，推出了全新结构的风冷往复炉排。该炉排具有炉排框架坚固、推出装置结构新颖、炉排片冷却比高、材质独特、炉排移动灵活安全可靠、使用寿命长等特点。产品一问世，立即受到国内外广大用户欢迎。二、结构及主要特点燃废木料有机热载体炉主机有有机热载体炉本体（上部大件）和燃烧装置（下部大件）两部分组成。并配有相应的辅机以及自动控制系统。1、有机热载体炉本体炉本体有立式圆筒型和方箱型结构。立式圆筒型结构采用二回程或三回程，布置内、外圈或内、中、外圈盘管，炉体用钢制圆筒密封，外加硅酸铝纤维保温，外表用彩板包覆。方箱型结构前部布置辐射受热面，后部布置二回程或三回程对流受热面，炉体部分用轻质耐火砖或耐热砼，外包硅酸铝纤维保温，外表用彩板包覆。除常规品种规格外，还可按用户提供的废木料的组分和用热工艺，为用户设计非标有机热载体炉。2、燃烧装置废木料经进料装置将燃料推入风冷往复炉排上，燃料进入炉膛燃烧。风冷往复泵是固定炉排和活动炉排相间布置，并叠压在一起呈倾斜阶梯状，通过液压传动的炉排推拉装置使活动炉排运动，有节奏地进行送料和送渣。炉排的最大行程为175mm。炉排下部有若干个推拉装置及其对应的独立风仓。推拉装置和独立风仓的数量有炉排面积大小来确定。炉膛内还布置了二次风，以有效组织炉膛内的烟气流场，改善炉内充满度，提高燃尽率。炉膛上部有四角均布有砂光粉燃烧器；当炉膛烟气温度达到500°C时，砂光粉从料仓经配有输送风机的螺旋输送机进入燃烧器，燃烧器还伴有补风风机，补风和砂光粉一起进入炉膛。炉膛还设有前拱和后拱。炉拱对燃料着火，炉内可燃物和空气很好混合有重要作用，促使它们的燃烧安全。燃料燃尽后，灰渣落入水封的捞渣机中，由刮板或螺旋捞渣机将灰渣排出。另外在炉膛后端面板设置检查门及观火孔，炉排下部每个风室侧面设置检查门，作检查、保养用。2.1进料装置燃料通用刮板输送机经液压缸传动的进料闸门，燃料仓进入送料台，送料台设有一组或多组液液压进料器将燃料推入炉膛。在燃料仓上设置了高低料位控制器。高料位时，闸板门关闭，输送机停止送料；低料位时，闸板门打开，开始送料。燃料仓上还设有检查门、水冷夹套和灭火的喷水装置。送料台与炉膛连接部位采用夹水套结构，防止送料台因受炉膛高温辐射产生变形而损坏影响进料器的正常工作。2.2风冷往复炉排2.2.1炉排底座为重型框架结构，整体又稳又牢。大大提高了往复炉排运行的安全性、可靠性。2.2.2往复炉排的推拉装置结构独特，布置合理。推拉装置由推杆、活动框架、导轨机构等组成。与液压缸连接的推杆设置在底座后部中间位置，当液压缸运动时，推杆只承受拉力或推力，至使活动框架受力状况均称，加之活动框架作往复运动的导轨机构采用960的不锈耐热轴承钢滚珠，它在导向块上作滚动，确保往复炉排长时间可靠地做往复运动。2.2.3炉排片结构新颖、材质优良、冷却缸和通风截面比均优于现时水冷炉排和通常结构的风冷炉排。炉排片两边设有冷却翅片，就像空气冷却的发动机壳一样，以此来进一步增强炉排耐高温能力。在锅炉低负荷情况下，炉排也能得到充分冷却，而不会有任何过热现象发生。炉排片材质采用耐高温的合金铸钢。高格、高镍的含量给了金属很高的耐热性，在1100°C它都不会有明显的氧化发生，它还非常坚硬和非常耐磨。炉排片采用精密铸造工艺。炉排片组装时，第二片炉排塔叠在第一片炉排的边条上，边条上小塔子的高度为3MM，按序塔叠。这种形式炉排不存在由于燃料中带有铁钉，螺帽等杂物，使炉排片卡死的问题，掺合少量煤为燃料时，漏煤量也会达到很小值。风冷炉排是由很多块独立的炉排片前后叠压，横向是在边条上塔叠而成。如8M2炉排就有500块小炉排片组装而成，每块炉排上有8个通风小孔，炉排片塔叠处和侧面均有高潮3-2.5和宽2-1.5的气隙，由于精密铸造,炉排的通风气隙均能达到设计要求，它的通风截面积均要大于国内现时运行的水冷炉排和通常结构和风冷炉排.2.3液压站往复炉排的每一组推拉装置均配有独立的液压缸，进料装置进料闸门，进料台均分别配有独立的液压缸.液压站集中控制各个液压缸的运动.2.4空气供给燃烧所需的空气由炉排下部的若干独立风仓供给一次风，每个风仓由手动调风进行风量调节,推拉装置穿越风室处装有密封板，避免各风室窜风.另外炉膛内两侧面还装有二次风，二次风可手动调节.一次、二次风可现场或远程控制。2.5砂光粉燃烧器砂光粉燃烧器布置在炉膛上部四角，喷口中心线与炉膛中心的一个假想圆相切。燃烧时在炉内形成由下而上不断旋转的气流，完成燃料的预热、着火、燃烧和燃尽全过程。砂光粉进料速度可通过调节螺旋输送机的转速来实现。2.6燃烧装置的调节燃烧装置的调节为了得到最佳的燃烧效果，操作人员需调节如下参数：燃烧的供给量。燃料送进炉膛的速度。一次风、二次风的供给量。砂光粉燃烧系统调节。注意：在调整这些参数后，至少在5分钟后才会有改变。2.6.1调节燃料（木块）的供给量调节燃料（木块）的供给量，通过PLC内部定时器设定几种进料周期，一般为3-4种周期。在操作面板上有按钮可供选择，其中速度1时间最长，速度3（或速度4）时间最短，以满足因用热负荷的变化:（1）当用热负荷降低时，通用降低送料器速度，进料频率减少，进料量也就变少。（2）当用热负荷增加时，通过增加进料器速度，进料频率增加，进料量也就变大。2.6.2调节炉排推拉装置的速度炉排速度与进料器类似，也是通过PLC内部定时器设定几种运动周期。在操作面板上有按钮可供选择，其中速度1时间最长，速度3（或速度4）时间最短，其中每种速度下三组活动炉排都设有不同的运动周期。根据用热负荷的变化及炉排面燃烧适时调节炉排速度。（1）当用热负荷降低或炉排面上燃料过于靠后时，降低炉排速度，从而减小燃料推进速度。（2）当用热负荷增加或炉排面上燃料过于靠前时，提高炉排速度，从而加快燃料推进速度。在运行中，注意炉排上不应有燃料堆积区，如有说明燃料在此区域前进太慢或给料量过大。2.6.3调节空气量的供给（1）供风是获得最佳燃烧的重要环节，根据燃料在炉排上燃烧状况，司炉人员可以手动调节调风门，先调节进入炉排下的一次风，同时配合调节布置在炉膛两侧的二次风风量。（2）砂光粉燃烧器的补风量，也需根据砂光粉燃烧情况进行手动调节。6.4负压调节系统的控制合理的炉膛负压是150-200pa（15-20mm水注）。负压调节系统的控制，首先合理确定炉排下的一次风量，调节可调的炉膛二次风量及砂光粉燃烧器补风量（也相当是二次风），待一次、二次风量确定后用精细调节引风机开度的大小来调节炉膛负压。配套辅机有机热载体炉配套辅机由供热系统、燃烧系统、电器控制